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CN102181169A - 一种用于pbt粘合包胶的tpe合金材料的制备方法 - Google Patents

一种用于pbt粘合包胶的tpe合金材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料及其制备方法，其特征在于，按重量份计，该TPE合金材料组成配比为：热塑性弹性体30~40份、增塑剂10~30份、工程塑胶15~30份、相容剂10~15份、填充料10~15份和助剂0.02~0.1份。本发明提供了一种对PBT有特异粘合性、加工简便、节能环保、能广泛应用于食品接触、皮肤接触的TPE合金材料。

Description

一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法
 
【技术领域】
本发明涉及一种用于包覆成型的TPE合金材料及其制备方法，尤其涉及一种用于PBT黏合包胶的TPE合金材料及其制备方法。
【背景技术】
聚对苯二甲酸丁二醇酯（polybutylece terephthalate简称PBT）， PBT为乳白色半透明到不透明、结晶型热塑性聚酯。具有高耐热性、韧性、耐疲劳性，自润滑、低摩擦系数，耐候性、吸水率低，仅为0.1%，在潮湿环境中仍保持各种物性（包括电性能），电绝缘性，但体积电阻、介电损耗大。耐热水、碱类、酸类、油类、但易受卤化烃侵蚀，耐水解性差，低温下可迅速结晶，成型性良好。PBT 结晶速度快，最适宜加工方法为注塑，其他方法还有挤出、吹塑、涂覆和各种二次加工成型，成型前需预干燥，水分含量要降至0.02%。
PBT材料主要用于汽车、电子电器、工业机械和聚合物合金、共混工业。如作为汽车中的分配器、车体部件、点火器线圈骨架、绝缘盖、排气系统零部件、摩托车点火器、电子电器工业中如电视机的偏转线圈，显象管和电位器支架，伴音输出变压器骨架，适配器骨架，开关接插件、电风扇、电冰箱、洗衣机电机端盖、轴套。 另外还有运输机械零件，缝纫机和纺织机械零件、钟表外壳、镜筒、电熨斗罩、水银灯罩、烘烤炉部件、电动工具零件、屏蔽套等。
TPE(Thermoplastic Elastomer) (热塑性弹性体)是一种具有橡胶的高弹性，高强度，高回弹性，又具有可注塑加工的特征，具有环保无毒安全，硬度范围广，有优良的着色性，触感柔软，耐候性，抗疲劳性和耐温性，加工性能优越，无须硫化，可以循环使用降低成本，既可以二次注塑成型，与PP、PE、PC、PS、ABS等基体材料包覆粘合，也可以单独成型。
TPE既具有热塑性塑料的加工性能，又具有硫化橡胶的物理性能，可谓是塑料和橡胶优点的优势组合。热塑性弹性体正在大肆占领原本只属于硫化橡胶的领地。近十余年来，电子电器、通讯与汽车行业的快速发展带动了热塑性弹性体市的高速发展。
TPE具有硫化橡胶的物理机械性能和热塑性塑料的工艺加工性能。由于不需经过热硫化，使用通用的塑料加工设备即可完成产品生产。这一特点使橡胶工业生产流程缩短了1/4，节约能耗25%~40%，提高效率10倍~20倍，堪称橡胶工业又一次材料和工艺技术革命。在塑胶成型和制备中常用到螺杆挤出机，挤出机由挤出装置、传动机构和加热冷却系统等主要部分组成，螺杆挤出机的种类颇多，主要有单螺杆挤出机和双螺杆挤出机两类，料筒是基础机主要部件之一，塑料的塑化合加压过程都在其中进行，在料筒的外部设有分区加热和冷却的装置，而且各自附有热电偶和自动仪表等，在加热时可以调节到不同的分区温度加热。
包覆成型，二次注射成型（Over Molding），俗称包胶是一种通过不同模腔进行多次注射成型的过程。第一种材料进行典型的单一注射成型，然后部件送入下一不同的模腔，在进行第二种材料的注射成型。其中，第一种注入材料称为基材，通常是PP/ABS/PC/PET/尼龙等工程塑料；第二种注入材料称为覆盖材料，一般是弹性体树脂，如TPU/SEBS/TPEE/TPR/TPV/TPE合金等。
包覆成型技术的优势在于，能结合刚性基材的韧性和抗冲击性能与热塑性弹性体的柔性优点于一体，让达到强度要求的刚性基材表面充满柔感，还可以增加产品功能性与附加值，如减噪、减震、防撞、防滑、舒适感等。为产品设计带来了更大的自由度。
目前市场上用于包覆成型的TPE合金材料主要是以SEBS+扩充油+填充为基材，同时根据包覆成型的不同硬胶件，在SEBS+扩充油+填充的基础上添加PP、PE、或TPU。这类TPE合金材料对通用塑胶如PE、PP、ABS或PC等具有优异的包覆效果，但对一些特种工程塑胶的包覆效果却不尽人意，比如PBT/PCTG/POM等，当前的技术难点是对这类工程塑胶的包覆粘接力差，容易剥落。
针对工程材料PBT的应用，为了扩大此种材料的运用范围，使之满足跟中不同产品的应用指标，也为了让PBT的应用更加多样化和人性化，采用制备热塑然形体TPE合金材料进行包胶处理，让包覆之后的PBT材料符合BPA\ROHS\PAHS\DOP\EN71-3\FDA177.1810\BHT等法规要求，能够广泛用于食品接触、皮肤接触等民生用品领域。
【发明内容】
本发明为解决上述问题而提供了一种对PBT有特异粘合性、加工简便、节能环保、能广泛应用于食品接触、皮肤接触的TPE合金材料。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料，按重量份计，该TPE合金材料组成配比为：
热塑性弹性体  30~40份
增塑剂        10~30份
工程塑胶      15~30份
相容剂        10~15份
填充料        10~15份
助剂          0.02~0.1份。
按上述重量配比称取原料；对原料进行相应的预处理；将热塑性弹性体、增塑剂、工程塑胶、相容剂、填充料、助剂均匀混合后进入双螺杆同向配混挤出机，在挤出机中加热，机筒的温度分别为，一区温度：90-110℃，二区温度：220-240℃，三区温度：220-240℃，四区温度：220-240℃，五区温度：140-160℃，六区温度：140-160℃，七区温度：140-160℃，机头温度：140-160℃，主机频率500-600转/分钟。经过挤出机挤出造粒可得该TPE合金材料。
所述的热塑性弹性体为苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯-丙烯共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）、热塑性硫化胶（TPV）、热塑性聚酯弹性体（TPEE）、乙烯-辛烯共聚物（POE）中的一种或几种组合物。
所述的增塑剂为环烷烃油、石蜡烃油、芳香烃油、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丁烯、聚十二烯、氢化据异戊二烯、氢化聚丁二烯、氢化聚戊间二烯的一种或几种组合物。
所述的工程塑胶为聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯醚（PPO）中的一种或几种组合物。
所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯（PP-g-MAH）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、乙烯-辛烯共聚物（POE)、马来酸酐接枝的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚乙烯（PE-g-PMMA）弹性体中的一种或几种组合物。
所述的填充料为碳酸钙、粘土、二氧化硅、滑石粉、二氧化钛中的一种或几种组合物。
所述的助剂为抗氧剂、UV吸收剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂中的一种或几种组合物。
本发明的有益效果是：以传统TPE合金材料配方为基础，在体系中创新引进了工程塑胶，增强了体系的极性从而提高TPE合金材料与PBT的界面粘接力，解决了TPE二次注塑粘接PBT粘接力差容易剥离的问题。提高了TPE合金材料的强度、模量和耐温性能，同时也降低了包覆成型PBT的温度，增加了其实用性和商业价值。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料，按重量份计，该TPE合金材料组成配比为：
热塑性弹性体  30~40份
增塑剂        10~30份
工程塑胶      15~30份
相容剂        10~15份
填充料        10~15份
助剂          0.02~0.1份。
按上述重量配比称取原料；对原料进行相应的预处理；将热塑性弹性体、增塑剂、工程塑胶、相容剂、填充料、助剂均匀混合后进入双螺杆同向配混挤出机，在挤出机中加热，机筒的温度分别为，一区温度：90-110℃，二区温度：220-240℃，三区温度：220-240℃，四区温度：220-240℃，五区温度：140-160℃，六区温度：140-160℃，七区温度：140-160℃，机头温度：140-160℃，主机频率500-600转/分钟。经过挤出机挤出造粒可得该TPE合金材料。
所述的热塑性弹性体为苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯-丙烯共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）、热塑性硫化胶（TPV）、热塑性聚酯弹性体（TPEE）、乙烯-辛烯共聚物（POE）中的一种或几种组合物。
所述的增塑剂为环烷烃油、石蜡烃油、芳香烃油、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丁烯、聚十二烯、氢化据异戊二烯、氢化聚丁二烯、氢化聚戊间二烯的一种或几种组合物。
所述的工程塑胶为聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、聚苯醚（PPO）中的一种或几种组合物。
所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯（PP-g-MAH）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、乙烯-辛烯共聚物（POE)、马来酸酐接枝的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）、低密度聚乙烯（LDPE）、聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚乙烯（PE-g-PMMA）弹性体中的一种或几种组合物。
所述的填充料为碳酸钙、粘土、二氧化硅、滑石粉、二氧化钛中的一种或几种组合物。
所述的助剂为抗氧剂、UV吸收剂、润滑剂、脱模剂、抗静电剂中的一种或几种组合物。
在本实施例中具体材料选用如下，所述的热塑性弹性体是选用了苯乙烯-轻化丁二烯-本乙烯三嵌段共聚物（SEBS）和热塑性聚酯弹性体（TPEE）的组合物；所述的增塑剂是选用了石蜡烃油；所述的工程塑料是选用了聚酰胺（PA），所述的相容剂是选用了马来酸酐接枝的苯乙烯-轻化丁二烯-本乙烯三嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）和聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚乙烯（PE-g-PMMA）的组合物，所述的填充料是选用了碳酸钙，所述的助剂选是选用了抗氧剂。
Figure 933601DEST_PATH_IMAGE001
注：1、E为优异，G为良好，P为一般，F为差。
2、240℃为包覆成型温度。
现参照以上表1至表2，分析可知：实施例4为较佳实施例。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，按重量份计，该TPE合金材料组成配比为：热塑性弹性体：30~40份；增塑剂：10~30份；工程塑胶：15~30份；相容剂：10~15份；填充料：10~15份；助剂：0.02~0.1份，按上述重量配比称取原料；对原料进行相应的预处理；将热塑性弹性体、增塑剂、工程塑胶、相容剂、填充料、助剂均匀混合后进入双螺杆同向配混挤出机，在挤出机中加热，机筒的温度分别为，一区温度：90-110℃，二区温度：220-240℃，三区温度：220-240℃，四区温度：220-240℃，五区温度：140-160℃，六区温度：140-160℃，七区温度：140-160℃，机头温度：140-160℃，主机频率500-600转/分钟，经过挤出机挤出造粒可得该TPE合金材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的热塑性弹性体为苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯-丙烯共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）、热塑性硫化胶（TPV）、热塑性聚酯弹性体（TPEE）或乙烯-辛烯共聚物（POE）中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的热塑性弹性体为苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯-丙烯共聚物（EPDM）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）、热塑性硫化胶（TPV）、热塑性聚酯弹性体（TPEE）和乙烯-辛烯共聚物（POE）中的组合物。
4.根据权利要求1所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的增塑剂为环烷烃油、石蜡烃油、芳香烃油、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丁烯、聚十二烯、氢化据异戊二烯、轻化聚丁二烯或氢化聚戊间二烯的一种。
5.根据权利要求1或4所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的增塑剂为环烷烃油、石蜡烃油、芳香烃油、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丁烯、聚十二烯、氢化据异戊二烯、氢化聚丁二烯和氢化聚戊间二烯的组合物。
6.根据权利要求1所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的工程塑胶为聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）或聚苯醚（PPO）中的一种。
7.根据权利要求1或6所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的工程塑胶为聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、聚甲醛（POM）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和聚苯醚（PPO）的组合物。
8.根据权利要求1所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的相容剂为马来酸酐接枝的聚丙烯（PP-g-MAH）、苯乙烯-丁二烯共聚物（SBS）、乙烯-辛烯共聚物（POE)、马来酸酐接枝的苯乙烯-氢化丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS-g-MAH）、低密度聚乙烯（LDPE）或聚甲基丙烯酸甲酯接枝的聚乙烯（PE-g-MAH）弹性体中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的填充料为碳酸钙、粘土、二氧化硅、滑石粉或二氧化钛中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种用于PBT粘合包胶的TPE合金材料的制备方法，其特征在于，所述的助剂为抗氧剂、UV吸收剂、润滑剂、脱模剂或抗静电剂中的一种。
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